嵌入式微处理器第一章（概述）.ppt

第6章基本输入输出接口技术 第1章嵌入式系统概述 本章主要内容 1.1.1嵌入式系统的基本概念——定义 1.1.2嵌入式系统的基本概念——特点 1.1.3嵌入式系统的基本概念——发展 1.1.4嵌入式系统的基本概念——学习方法 1.2 嵌入式处理器 1.2.1典型嵌入式微处理器EMPU ARM公司介绍 英国ARM（Advanced RISC Machines）Limited公司成立于1990年。目前，ARM架构处理器已在高性能、低功耗、低成本应用领域中占据领先地位。 ARM公司是嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商。既不生产芯片，也不销售芯片，而是设计出高效的IP内核，授权给各半导体公司使用。 半导体公司在ARM技术的基础上，根据自己公司的产品定位，添加自己的设计，嵌入各种外围和处理部件，推出芯片产品形成各种嵌入式微处理器MPU或微控制器MCU。 ARM嵌入式处理器介绍 ARM微处理器主要系列包括ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、ARM11系列、SecurCore系列、OptimoDE系列、StrongARM系列以及XScale系列，以及Cortex-A8系列等。 ARM的微处理器核适用于便携式通讯工具、手 持式计算机、多媒体数字消费类产品和嵌入式系统解决方案等。 基于ARM的嵌入式处理器 1.2.2嵌入式微控制器EMCU EMPU：Embedded Microcontroller Unit。 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，其内部集成了ROM/EPROM/Flash、RAM、总线、总线逻辑、定时器、看门狗、I/O接口等各种必要的功能部件。 典型的EMCU有51系列、MC68系列、PIC系列、MSP430系列等。 1.2.3嵌入式数字信号处理器EDSP EDSP：Embedded Digital Signal Processor。 专门用于信号处理的微处理器。 芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构。 典型的EDSP有TMS32010系列、TMS32020系列TMS32C30/C31/C32、TMS32C40/C44、TMS32C50/C51/C52/C53以及集多个DSP于一体的高性能DSP芯片TMS32C80/C82等。 1.2.4 片上系统SOC SOC：System On Chip。 SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。 体积和功耗小，可靠性高。 SOC往往是专用的，所以大部分都不为用户所知。 1.3嵌入式系统的组成 嵌入式系统是一种专用的计算机应用系统，当然应该包括嵌入式系统的硬件和软件两大部分。 典型嵌入式系统的组成 1.3.1嵌入式系统的硬件基本结构(1) 嵌入式系统的硬件由电源模块、嵌入式处理器、存储器（程序存储器和数据存储器）模块、可编程逻辑器件、嵌入式系统周边元器件、各种各种I/O接口、总线以及外部设备和插件等组成(硬件结构如右图下半部分所示)。 嵌入式系统的硬件以嵌入式处理器为核心，目前一般应用场合采用嵌入式微处理器（如ARM7或ARM9等），在信息处理能力要求比较高的场合，可采用嵌入式DSP，以完成高性能信号处理。 1.3.1嵌入式系统的硬件基本结构(2) 有些应用场合要求具有USB接口，I2C总线接口、SPI接口、CAN总线接口，以太网接口以及A/D、D/A、PWM等接口，因此，嵌入式系统的硬件要根据实际应用选择或裁剪，以最少成本满足应用系统的要求。 1.3.2 嵌入式系统的软件构架 嵌入式系统的软件包括设备驱动层、嵌入操作系统（RTOS）、应用程序接口（API）层以及实际应用程序层。 对于简单的嵌入式系统，可以没有嵌入式操作系统，仅存在设备驱动程序和应用程序。对于大部嵌入式系统，由于性能要求越来越高，通常需要嵌入式操作系统。 驱动层程序包括硬件抽象层HAL（Hardware Abstraction Layer）、板级支持包BSP(Board Support Package)以及设备驱动程序。 1.4 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统 3. 嵌入式操作系统的特点 编码体积小 面向应用 实时性强 可移植性好 可靠性高以及专用性强 本章结束 *mwhua@nuaa.edu.cn * 本章介绍了嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式系统的基本概念、嵌入式处理器的种类、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式操作系统等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基本内容，使读者系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 嵌入式处理器 1.2 嵌入式操作系统 1.4 嵌入式系统的组成 3 1.3 嵌入式系统的基本概念 3 1.1 1. IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义 Device